“ FOTOSINTESIS “

Disusun oleh :

Annisa Restiyani (1401210Fitriani (1401210

Irfan Kurniawan (1401210Pipit Taslimah (140121038)

Prodi DIII Analis Farmasi & MakananSTIKes MH. Thamrin

A. PENGERTIAN FOTOSINTESIS

• Fotosintesis berasal dari kata foton yang berarti cahaya, dan sintesis yang berarti menyusun.Jadi fotosintesis dapat diartikan sebagai suatu penyusunan senyawa kimia kompleks yang memerlukan energi cahaya matahari.

• Proses pembentukan makanan sendiri oleh tumbuhan hijau disebut dengan fotosintesis.

Lanjutan ...

• Proses fotosintesis pada tumbuhan hijau membutuhkan energi cahaya matahari, air, dan karbon dioksida.

• Fotosintesis pada tumbuhan hijau terjadi pada daun yang mengandung klorofil atau biasa disebut dengan zat hijau daun.

• Bagian daun tempat terjadinya fotosintesis adalah pada jaringan tiang (jaringan palisade) dan bunga karang (jaringan spons).

Lanjutan ...

Lanjutan ...

• Bagian-bagian daun :

B. PROSES FOTOSINTESIS

• Tempat berlangsungnya fotosintesis secara jelas dapat dilihat pada gambar penampang daun berikut ini :

Lanjutan ...

Proses fotosintesis pada tumbuhan hijau dapat dijelaskan sebagai berikut :Proses fotosintesis membutuhkan cahaya matahari, air dan karbondioksida. Cahaya matahari ditangkap oleh klorofil yang terdapat pada daun.

Lanjutan ...

Karbondioksida (CO2) yang berasal dari udara masuk ke dalam daun melalui stomata. Air didapatkan oleh tumbuhan dari dalam tanah yang diserap oleh akar dan diangkut ke batang dan daun melalui jaringan xylem. Molekul air dipecah oleh energi cahaya matahari menjadi oksigen dan hidrogen. Molekul hidrogen bergabung dengan molekul CO2 membentuk glukosa. Oksigen dilepaskan ke udara, dan glukosa diedarkan ke seluruh bagian tubuh tumbuhan.

Lanjutan ...

• Dalam proses fotosintesis, dihasilkan glukosa (karbohidrat) dan oksigen.

• Hasil dari fotosintesis akan diedarkan keseluruh bagian tumbuhan melalui pembuluh tapis (floem).

• Secara garis besar, rumus persamaan reaksi yang menghasilkan glukosa dapat dituliskan sebagai berikut :

Lanjutan ...

• Glukosa digunakan untuk aktivitas kehidupan tumbuhan. Sebagian glukosa diubah menjadi amilum dan disimpan di akar, batang, biji atau buah sebagai cadangan makanan. Cadangan makanan ini biasa digunakan oleh manusia dan hewan sebagai sumber makanan.

• Selain sebagai sumber makanan, glukosa dapat digunakan untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar. Proses ini berlangsung melalui respirasi seluler yang terjadi baik pada hewan maupun tumbuhan. 

C. PERANGKAT FOTOSINTESIS

1. Pigmen

Yaitu sebuah zat yang memberi warna pada jaringan.

Proses fotosintesis tidak dapat berlangsung pada setiap sel, tetapi hanya pada sel yang mengandung pigmen fotosintetik. Sel yang tidak mempunyai pigmen fotosintetik ini tidak mampu melakukan proses fotosintesis.

Lanjutan ...

2. Kloroplas

Kloroplas terdapat pada semua bagian tumbuhan yang berwarna hijau, termasuk pada batang dan buah yang belum matang. Di dalam kloroplas terdapat pigmen klorofil yang berperan dalam proses fotosintesis. Kloroplas mempunyai bentuk seperti cakram dengan ruang yang disebut stroma. Stroma ini dibungkus oleh dua lapisan membran. Membran stroma ini disebut tilakoid, yang didalamnya terdapat ruang-ruang antar membran yang disebut lokuli.

Lanjutan ....

Di dalam stroma juga terdapat lamela-lamela yang bertumpuk-tumpuk membentuk grana (kumpulan granum). Granum sendiri terdiri atas membran tilakoid yang merupakan tempat terjadinya reaksi terang dan ruang tilakoid yang merupakan ruang di antara membran tilakoid. Bila sebuah granum disayat maka akan dijumpai beberapa komponen seperti protein, klorofil a, klorofil b, karetonoid, dan lipid. Secara keseluruhan, stroma berisi protein, enzim, DNA, RNA, gula

Lanjutan ...

fosfat, ribosom, vitamin-vitamin, dan juga ion-ion logam seperti mangan (Mn), besi (Fe), maupun tembaga (Cu). Pigmen fotosintetik terdapat pada membran tilakoid.  Sedangkan, pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid dengan produk akhir berupa glukosa yang dibentuk di dalam stroma. Klorofil sendiri sebenarnya hanya merupakan sebagian dari perangkat dalam fotosintesis yang dikenal sebagai fotosistem.

Lanjutan ...

Lanjutan ...

3. Fotosistem

Yaitu suatu unit yang mampu menangkap energi cahaya matahari yang terdiri dari klorofil a, kompleks antena, dan akseptor elektron. Di dalam kloroplas terdapat beberapa macam klorofil dan pigmen lain, seperti klorofil a yang berwarna hijau muda, klorofil b berwarna hijau tua, dan karoten yang berwarna kuning sampai jingga. Pigmen-pigmen tersebut

Lanjutan ...

mengelompok dalam membran tilakoid dan membentuk perangkat pigmen yang berperan penting dalam fotosintesis. Klorofil a berada dalam bagian pusat reaksi, Klorofil ini berperan dalam menyalurkan elektron yang berenergi tinggi ke akseptor utama elektron. Elektron ini selanjutnya masuk ke sistem siklus elektron. Elektron yang dilepaskan klorofil a mempunyai energi yang tinggi, ini disebabkan karena memperoleh energi dari cahaya yang berasal dari molekul perangkat pigmen yang dikenal dengan kompleks antena.

Lanjutan ...

• Fotosistem itu sendiri dibagi menjadi 2 yaitu :

A. Fotosistem I

Pada fotosistem I ini penyerapan energi cahaya dilakukan oleh klorofil a yang

sensitif terhadap cahaya dengan panjang gelombang 700 nm sehingga klorofil a disebut juga P700. Energi yang diperoleh P700 ditransfer dari kompleks antena.

Lanjutan ...

B. Fotosistem II

Pada fotosistem II penyerapan energi cahaya dilakukan oleh klorofil a yang sensitif terhadap panjang gelombang 680 nm sehingga disebut P680. P680 yang teroksidasi merupakan agen pengoksidasi yang lebih kuat daripada P700. Dengan potensial redoks yang lebih besar, akan cukup elektron negatif untuk memperoleh elektron dari molekul-molekul air.

D. REAKSI FOTOSINTESIS

A. Reaksi Terang

Yaitu proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2. Reaksi ini memerlukan molekul air & ketersediaan sinar matahari.

Proses ini diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena.

Pigmen klorofil menyerap lebih banyak cahaya terlihat pada warna biru (400-450 nm) dan merah (650-700 nm) dibandingkan hijau (500-600 nm). Cahaya hijau ini akan

Lanjutan ...

di pantulkan dan ditangkap oleh mata kita sehingga menimbulkan gelombang cahaya dengan panjang tertentu. Hal ini karena panjang gelombang yang pendek menyimpan lebih banyak energi. Di dalam daun, cahaya akan diserap oleh molekul klorofil untuk dikumpulkan pada pusat-pusat.

• Reaksi terang ini melibatkan fotosistem I & II, sistem pembawa elektron, dan kompleks protein pembentuk ATP (enzim ATP sintase).

• Reaksi terang berlangsung di dalam membran tilakoid yang ada di grana.

Lanjutan ...

• Reaksi terang mengubah energi cahaya menjadi energi kimia, menghasilkan oksigen dan mengubah ADP dan NADP+ menjadi energi pembawa ATP dan NADPH.

• Grana adalah struktur bentukan membran tilakoid yang terbentuk dalam stroma, yaitu salah satu ruangan dalam kloroplas. Di dalam grana terdapat klorofil, yaitu pigmen yang berperan dalam fotosintesis.

• Reaksi terang pada fotosintesis dibagi menjadi 2 yaitu : fosforilasi siklik dan fosforilasi nonsiklik.

Lanjutan ...

• Fosforilasi itu sendiri adalah reaksi penambahan gugus fosfat kepada senyawa organik untuk membentuk senyawa fosfat organik.

• Pada reaksi terang, karena dibantu oleh cahaya, fosforilasi ini disebut juga fotofosforilasi.

B. Reaksi Gelap

Yaitu reaksi yang tidak membutuhkan cahaya matahari dan dapat terjadi meskipun dalam keadaan gelap (tanpa cahaya).

Lanjutan ...

• Reaksi ini terjadi pada bagian kloroplas yang disebut stroma.

• Bahan yang diperlukan untuk reaksi gelap adalah ATP dan NADPH, yang dihasilkan dari reaksi terang & CO2, yang berasal dari udara bebas.

• Reaksi ini ditemukan oleh Melvin Calvin dan Andrew Benson, karena itu reaksi gelap disebut juga reaksi Calvin-Benson.

• Salah satu yang penting dalam reaksi gelap adalah senyawa gula beratom karbon lima yang terfosforilasi yaitu ribulosa fosfat.

Lanjutan ...

Jika diberikan gugus fosfat kedua dari ATP maka dihasilkan ribulosa difosfat (RDP). Ribulosa difosfat (RDP) ini yang nantinya akan mengikat CO2 dalam reaksi gelap.

• Reaksi gelap dapat dibagi menjadi 3 tahapan (fase) yaitu : fiksasi, reduksi, dan regenerasi.

1. Fase Fiksasi : Yaitu dimana 6 molekul RDP mengikat 6 molekul CO2 dari udara dan

membentuk 6 molekul beratom C6 yang tidak stabil yang kemudian pecah

Lanjutan ...

menjadi 12 molekul beratom C3 yang dikenal dengan 3-asam fosfogliserat (APG/PGA).

2. Fase ReduksiYaitu dimana senyawa 1,3-bifosfogliserat direduksi oleh H+ dari NADPH, yang kemudian berubah menjadi NADP+, dan terbentuklah 12 molekul fosfogliseraldehid (PGAL) yang beratom 3C. Selanjutnya, 2 molekul fosfogliseraldehid melepaskan diri dan menyatukan diri menjadi 1 molekul glukosa yang beratom 6C (C6H12O6).

Lanjutan ...

3. Fase RegenerasiYaitu pembentukan kembali RDP. Dimana10 molekul fosfogliseraldehid berubah menjadi 6 molekul ribulosa fosfat.Jika mendapat tambahan gugus fosfat, maka ribulosa fosfat akan berubah menjadi ribulosa difosfat (RDP), yang kemudian kembali mengikat CO2 dan menjalani siklus reaksi gelap.

• Reaksi gelap ini menghasilkan APG (asam fosfogliserat), ALPG (fosfogliseraldehid), RDP (ribulosa difosfat), dan glukosa (C6H12O6)

E. FAKTOR YANG MEMPENGARUHI FOTOSINTESIS

A. Intensitas cahaya

Makin tinggi intensitas cahaya makin banyak energi yang terbentuk, sehingga mempercepat fotosintesis. Namun, intensitas cahaya yang terlalu tinggi akan merusak klorofil dan mengurangi kecepatan fotosintesis.

B. Konsentrasi karbondioksida (CO2)

Semakin banyak karbondioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapat di gunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.

Lanjutan ...

C. Suhu

Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintesis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim.

D. Kadar air

Kekurangan air menyebabkan daun layu dan stomata menutup, akibatnya penyerapan karbondioksida terhambat sehingga laju fotosintesis menurun.

Lanjutan ...

E. Kadar fotosintat ( hasil fotosintesis )

Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang.

F. Tahap pertumbuhan

Laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin di karenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh

F. HAL-HAL YANG MEMPENGARUHI

PERKEMBANGAN FOTOSINTESIS

A. Cahaya matahari Merupakan faktor yang paling utama bagi berlangsungnya fotosintesis. Cahaya matahari merupakan energi yang memecah molekul air (fotolisis) menjadi H+ Menjadi O. Cahaya matahari terdiri atas partikel foton yang memiliki energi yang disebut kuantum. Jumlah energi yang dapat diserap oleh tumbuhan dipengaruhi oleh intensitas

Lanjutan ...

penyinaran, panjang gelombang cahaya, & lama penyinaran

B. KlorofilPada proses fotosintesis, cahaya matahari diserap oleh klorofil. Klorofil bersifat fluoresensi, yaitu dapat menerima cahaya matahari dan mengembalikannya dalam gelombang yang berlainan. Untuk jenis tumbuhan tingkat tinggi, daunnya mengandung dua macam klorofil, yaitu klorofil a dan klorofil b.

Lanjutan ...

C. Karbondioksida (CO²)CO² sangat dibutuhkan dalam proses fotosintesis. CO² diperoleh oleh tumbuhan dari udara bebas. CO² akan masuk ke jaringan palisade & jaringan spons. Banyak dan sedikitnya jumlah CO² berpengaruh terhadap kecepatan fotosintesis. Peningkatan CO² dapat mempercepat jalannya fotosintesis. Jika CO² rendah, fotosintesis tetap dapat berjalan, akat tetapi akan menjadi lambat. Jadi dapat dikatakan bahwa cepat lambatnya fotosintesis sangat dipengaruhi oleh banyak

Lanjutan ...

sedikitnya CO². Jumlah CO² yang dibutuhkan dalam proses fotosintesis sama dengan jumlah oksigen yang bebas.

D. AirAir yang digunakan oleh tumbuhan untuk fotosintesis berasal dari dalam tanah yang diangkut oleh xilem dari akar kemudian didistribusikan kebagian-bagian tumbuhan khususnya daun. Air berfungsi sebagai penyumbang atom hidrogen (H†). CO² diserap oleh daun melalui stomata. Jika terdapat cukup air, maka stomata akan terus

Lanjutan ...

terbuka. Jika kekurangan air, maka stomata akan menutup sehingga akan menghambat pengikat CO²

E. Suhu

Suhu merupakan faktor yang penting, dalam berlangsungnya proses fotosintesis karena tampa adanya suhu yang sesuai, fotosintesis tidak akan berlangsung. Puncak kegiatan fotosintesis terjadi saat banyaknya cahaya matahari dan tingginya suhu. Suhu sangat berperan pada kinerja enzim dalam fotosintesis.

G.FUNGSI FOTOSINTESIS1. Fungsi utama fotosintesis yaitu untuk

memproduksi zat makanan berupa glukosa. Glukosa digunakan sebagai sumber makanan pada hewan & manusia, dan juga sebagai bahan bakar.

2. Untuk membantu membersihkan udara, yaitu mengurangi kadar CO² di udara

3. Kemampuan tumbuhan berfotosintesis selama hidupnya menyebabkan sisa sisa tumbuhan yang hidup masa lalu tertimbun di dalam tanah selama berjuta-juta tahun yang kemudian berubah menjadi batu bara & menjadi salah satu sumber energi saat ini.

SEKIAN & TERIMA KASIH ....